October 19 2017 19:16:50
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Повышение быстродействия БИС ЗУ
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Повышение быстродействия БИС ЗУ с максимальной степенью интеграции ограничено в первую очередь рассеиваемой в кристалле мощностью, которая не должна превышать отводимую тепловую мощность. При естественном охлаждении в качестве оценки можно принять значение рассеиваемой мощности 2 Вт с площади 1 см2. Увеличить отводимую мощность можно за счет применения эффективных способов охлаждения (принудительного с помощью вентилятора или использования специальных корпусов с радиаторами).

При оценочных расчетах быстродействие элементов можно характеризовать временем переключения τ, зависящим от энергии его переключения А = Р τ при средней мощности потребления Р. Схемные методы снижения мощности элементов в основном сводятся к уменьшению напряжения электропитания. Это приводит к снижению амплитуды рабочих сигналов и уменьшению логического перепада. Во избежание сбоев при считывании расчетные логические уровни напряжения должны превышать помехи.

Для микросхем на базе МДП технологии основное потребление элементом энергии приходится на режимы переключения, длительность которых зависит от значений емкостей структуры и разрядных (переходных) токов. В системах с матричной организацией основное влияние оказывают емкости формирующих схему ЗУ линий связи (шин), обладающих большой протяженностью (например, при площади кристалла 1 см2 общая длина соединений может составлять единицы метров) и занимающих до 70% площади. Значения емкостей зависят от параметров линий связи, т.е. материала, расположения и размеров проводников (длины, ширины, зазора). Существенную роль в повышении быстродействия ЗУ играет рациональное размещение линий связи (трассировка межсоединений на кристалле).

Сложные и, как правило, противоречивые требования к системам памяти индивидуальных вычислительных средств не позволяют реализовать ЗУ с использованием единственной  промышленной микросхемы. Для обеспечения гибкости проектирования систем памяти применяют модульный принцип их построения. Структура и параметры используемых модулей определяет основные характеристики ЗУ в целом (аппаратные затраты, быстродействие, надежность, стоимость).

Требования к информационной емкости ЗУ могут превосходить возможности одной ИМС как по числу хранимых слов, так и по их разрядности. Для удовлетворения заданных требований БИС ЗУ объединяют в модули, которые вместе управляющим устройством образуют функциональный блок памяти.

Схема объединения модулей зависит от типа организации ИМС ЗУ: одноразрядные (с матричной организацией) и многоразрядные (со словарной организацией). При словарной организации, (например, ЗУ емкостью 128 ´ 8 бит) матрица ячеек накопителя 32´32 бита подделена на 128 групп по 8 бит каждое (рис. 8.4).


Рис.8.4. Структура ЗУ емкостью 1к с организацией 128´8

Адресные шины разделены на две части: первая задает код выбора строки, а вторая определяет номер селектора 4:1 (MUX0, . . MUX7), подключающего заданное слово (группу ЗЭ) через усилители записи - чтения к шинам данных. Режим работы задает устройство управления.

Как уже указывалось, ЗУ с матричной организацией имеют единственную линию данных и позволяют производить запись - чтение данных побитно в соответствие с адресом. Большие блоки памяти достаточно просто построить на базе одноразрядных БИС с помощью наращивания разрядности до требуемого уровня путем объединения одноименных адресных и управляющих входов. Такое соединение обеспечивает минимальную емкостную и токовую нагрузку вследствие отсутствия параллельного соединения шин данных.

Для наращивания числа хранимых слов в блоке, состоящем из одинаковых ИМС, объединяют одноименные управляющие входы и соединяют параллельно шины данных на входе и выходе для образования входной и выходной шин блока (рис.8.5). Адресное пространство блока расширяется путем добавления старших разрядов, которые используются для выбора соответствующей микросхемы. ЗУ с такой организацией носят название страничных. Это отражает процесс заполнения модулями в соответствии с номером страницы, задаваемой кодом старших разрядов адреса А6, А7.


Рис.8.5. Объединение четырех модулей 64´4 в ЗУ 512´4

 Наращивание числа слов привело к возрастанию аппаратных затрат (введение дешифратора и дополнительных линий), а параллельное соединение ряда линий передачи сигналов увеличило к увеличению емкостной нагрузки на элемент.

Взаимодействие различных устройств в единой системе возможно при обеспечении их организационной (одинаковых форматов данных, совпадении протоколов), конструктивно-технологической, аппаратной и электрической совместимости. Свойства БИС ЗУ характеризуются информационной емкостью и организацией памяти, быстродействием, энергозависимостью хранимых данных, типом корпуса и подключаемой магистрали (интерфейса), напряжениями электропитания и уровнем потребления.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.02 секунд 2,256,301 уникальных посетителей